DESTILACIÓN SIMPLE Y FRACCIONADA. MÉTODO DE PURIFICACIÓN DE LÍQUIDOS.
Fecha de Realización: 7 de septiembre de 2017 Silvia Daniela Bueno Ariza
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Brayan Andrés Ardila Díaz Maria Fernanda Medina González
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1- MARCO TEÓRICO La destilación es un proceso que se usa para separar un líquido proveniente de una mezcla de líquidos miscibles, basado en sus diferentes puntos de ebullición. Este método de separación y purificación fue desarrollado en el 800 A.C por un alquimista árabe llamado Jabir ibn Hayyan. El montaje de destilación que se conoce hoy en día se le atribuye a este alquimista. La destilación es una técnica usada para separar y purificar líquidos basada en diferencias de sus volatilidades en una mezcla líquida expuesta a un calentamiento. La destilación simple simple es es usada para separar líquidos que tengan una diferencia significativa de sus puntos de ebullición, como mínimo la diferencia debe ser de aproximadamente 25°C???? El proceso de destilación consiste en calentar la mezcla de los líquidos miscibles hasta su punto de ebullición. Los vapores más ricos que se forman en primer lugar, debido al calentamiento, van a corresponder al compuesto más volátil (el cual tenga punto de ebullición). Estos vapores pasan a través de una columna de condensación en donde su temperatura disminuye debido a que alrededor del tubo está siendo transportada agua fría constantemente, lo cual causa que los vapores se vuelvan un líquido puro, nuevamente. El termómetro muestra el punto de ebullición del compuesto liquido puro. En el caso, de una mezcla de etanol/agua. El proceso continúa hasta que todo el etanol se haya evaporado de la solución y posteriormente, la temperatura aumenta y el agua es evaporada. El montaje a continuación corresponde al de una destilación simple:
La destilación fraccionada difiere de la destilación simple en que la separación de la mezcla se divide en un número de partes de volumen llamadas fracciones. El siguiente es el montaje correspondiente a la destilación fraccionada: ¿COMO ESTA CONSTITUIDA LA COLUMNA DE FRACCIONAMIENTO? ¿QUE ES UN PLATO TEORICO? El químico francés François Marie Raoult encontró que cuando se agregaba soluto a un disolvente puro, la presión de vapor del disolvente disminuía. Entre más soluto se agrega, más disminuye la presión de vapor. La ley de Raoult establece que “En disoluciones ideales, las presiones parciales de cada componente en una disolución a una temperatura dada son iguales a la tensión de vapor de la sustancia pura multiplicado por su fracción molar en la solución”.
=
°= + ° . + .
2- OBJETIVOS -
Identificar el uso de los tipos de destilación en el laboratorio como una técnica de separación y purificación de mezclas líquidas con una diferencia considerable de sus puntos de ebullición.
-
Utilizar la destilación simple y fraccionada para realizar una separación eficaz de los componentes de una mezcla de etanol/agua.
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Diferenciar el grado de eficiencia entre la destilación simple y fraccionada a partir de la determinación de la densidad (g/ML).
3- REACTIVOS 1. Agua 2. Etanol
4- FICHAS DE SEGURIDAD
Estado físico, aspecto Vías de exposición Peligros químicos Peligros físicos
FICHA DE SEGURIDAD DEL ETANOL DATOS IMPORTANTES Liquido incoloro, olor dulce
Masa molar Solubilidad en agua (% peso) Punto de fusión Punto de ebullición En caso de ingestión En caso de inhalación En caso de contacto con la piel En caso de contacto con los ojos En caso de incendio
NFPA 704:
PROPIEDADES FÍSICAS 46,07 g/mol 60 % -117 °C 79 °C PRIMEROS AUXILIOS
5- PROCEDIMIENTO 5.1 Destilación Simple Preparar 65 ML de una mezcla etanol/ agua (50:50)
Añadir la mezcla al balón de destilación con un embudo, revisar las uniones y mangueras del montaje. Inicial el calentamiento y la circulación del agua.
Recoger fracciones del destilado en 3 rangos diferentes de temperatura (registrar la temperatura a la que inicia el proceso):
-
Determinar la densidad (g/ML) de la mezcla con un picnómetro.
Preparar el montaje correspondiente a la destilación simple de la figura
Determinar la densidad (g/ML) y el volumen de destilado de las fracciones obtenidas.
Fracción 1: 70-80°C Fracción 2: 80-90°C Fracción 3: 90-100°C
5.2 Destilación fraccionada Preparar una mezcla de 85 ML de etanol/agua (50:50)
Recoger tres fracciones de destilado en los rangos de temperatura siguiente:
-
Fracción 1: 70-80°C Fracción 2: 80-90°C Fracción 3: 90-100°C
Registrar el volumen destilado y determinar la densidad (g/ML) de las fracciones obtenidas.
Realizar el montaje correspondiente a una destilación fraccionada de la figura #2.
Agregar la mezcla etanol/agua al balón de destilación y revisar que el montaje este en las condiciones adecuadas para iniciar el calentamiento.
7. CÁLCULOS Y RESULTADOS 7.1 Destilación simple Determinación de densidad de fracción
Fracción 1 2 3
Volumen del picnómetro (mL) 5 5 10
Peso fracción (g) 4,708 4,966 10,648
-Fracción 1:
= 0,942 / = 4,708 5 -Fracción 2:
= 0,993 / = 4,966 5 -Fracción 3:
= 1,0648 / = 10,648 10 Determinación de volumen de fracción recogido
Fracción
Rango de temperatura (°C)
Peso de la fracción (g)
1 2
70 – 80 80 – 90
21,046 7,912
Volumen medido (mL) 24 9
3
90 - 100
27,243
28
-Fracción 1:
1 ) = 22,342 ? = 21,046 (0,942 -Fracción 2:
1 ) = 7,968 ? = 7,912 (0,993 -Fracción 3:
1 ) = 25,585 ?=27,243 (1,0648 7.2 Destilación fraccionada Determinación de densidad de fracción:
Fracción 1 2 3 -
Volumen del picnómetro (mL) 10 5 10,028
Peso fracción (g) 9,081 5,006 9,96
Fracción 1:
= 0,908 / = 9,081 10 -
Fracción 2:
-
Fracción 3:
= 1,001 / = 5,006 5 9,96 = 0,993 / = 10,028
Determinación de volumen de fracción recogido:
Fracción
Rango de temperatura (°C)
Peso de la fracción (g)
1 2
70 – 80 80 – 90
30,873 8,412
Volumen medido (mL) 35 <10
3
90 - 100
36,484
37
-
Fracción 1:
-
Fracción 2:
1 ) = 34,001 ? = 30,873 (0,908 1 ) = 8,404 ? = 8,412 (1,001
-
Fracción 3:
1 ) = 36,734 ? = 36,484 (0,9932